DÉGRADATION DE L'ÉNERGIE DANS L'ÊTRE VIVANT

'on ne donnait rien à manger pendant une période assez courte, l'être vivant ne cesserait pas de respirer; mais alors il brûlerait ses réserves de corps gras et de matières albuminoïdes. Pour que, d'un jour à l'autre, il ne perde pas de poids, pour qu'il ne maigrisse ni n'engraisse, pour qu'il reste identique à lui-même, il faut lui fournir une quantité exactement dosée d'aliments : ni trop, ni trop peu. Si Ton change la nature de ces aliments, les poids nécessaires pour maintenir l'état de régime varieront : le poids d'un aliment sera d'autant moindre que son pouvoir nutritif sera plus grand. C'est par des expériences de ce genre qu'Atwater et Rosa ont comparé le pouvoir d'alimentation de l'alcool à celui du sucre et des corps gras.

Si l'être vivant accomplit un travail mécanique, s'il fait tourner un treuil de carrier, ou, comme dans les expériences d'Atwater, un motocycle actionnant une dynamo, il abandonne, à l'extérieur, non seulement la chaleur qu'il rayonne à l'état normal, mais une quantité de chaleur complémentaire : il s'échauffe. Ce n'est pas, comme on est tenté de le dire parfois, le travail qu'il fait qui « se transforme en chaleur » ; tout au contraire : si les combustions intérieures par respiration restaient les mêmes quand on travaille et quand on ne travaille pas, on se refroidirait en travaillant. Mais l'expérience montre que, dans le cas où il y a travail extérieur, les combustions respiratoires augmentent au point de parer, non seulement à l'énergie fournie sous forme mécanique, mais encore à une émission complémentaire de chaleur qui s'ajoute à la chaleur normalement émise. A l'état de régime^ il faut augmenter l'alimentation si Ton augmente le travail à produire : ceci est conforme à l'expérience la plus vulgaire.

La proportion de l'énergie fournie par l'animal

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sous forme mécanique peut être considérable; elle peut atteindre la cinquième ou la sixième partie de l'énergie totale qu'il produit. Cette constatation suffit à différencier le moteur animal d'un moteur purement thermique. Si la chaleur de combustion des aliments servait à chauffer la machine animale à la façon d'une chaudière chauffée par le charbon brûlé dans le foyer, on n'en pourrait attendre qu'un rendement mécanique infime ; car il n'y a pas, dans le moteur animé, à côté de la chaudière, un condenseur beaucoup plus froid. L'organisme humain ne présente jamais, entre ses divers points, plus de deux ou trois degrés de différence de température. La chute de chaleur serait donc trop faible pour compenser une notable transformation corrélative d'énergie calorifique en énergie mécanique.

11 y a donc autre chose. Mais de ce que le moteur animé n'est pas assimilable à un moteur thermique, il n'en faudrait pas conclure qire le principe deCarnot et Clausius ne lui est pas applicable.

La machine à vapeur sert à transformer de l'énergie calorifique en énergie mécanique. Mais, dans la machine à vapeur, l'énergie première d'où Ton était parti est de l'énergie chimique : la combustion la transforme tout entière en énergie calorifique, et de cette énergie calorifique une fraction restreinte, pratiquement 10 à 15 %, passe, seule, à l'état d'énergie mécanique : c'est donc seulement 10 à 15 % de l'énergie chimique qu'on recueille sous forme de travail. La pile électrique permettait au contraire de recueillir sous forme de travail la presque totalité de l'énergie chimique dépensée. Le prix élevé du zinc empêche seul d'utiliser, industriellement, l'avantage théorique incontestable que présente la pile sur la machine à vapeur.

La comparaison de ces deux appareils transformateurs d'énergie, est donc toute à l'avantage de la pile.

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Elle pourrait nous conduire à raisonner ainsi : la pile, en lui adjoignant un moteur électrique, transforme en énergie mécanique, sans aucune dégradation compensatrice, la chaleur qui provient de l'attaque du zinc; elle met donc en défaut le principe de Carnot. Il suffit, pour démasquer le sophisme, de dire : la pile transforme en énergie mécanique, non la chaleur qui provient de Vattaque du zinc, mais l'énergie chimique mise en jeu dans l'attaque du zinc ; elle la transforme en énergie mécanique sans avoir besoin de mettre au préalable cette énergie chimique sous la forme inférieure d'énergie calorifique.

La machine animale nous offre un processus analogue : si les aliments que brûle l'oxygène respiré étaient brûlés dans une chaudière de machine à feu, le travail mécanique obtenu. serait incomparablement moindre que le travail musculaire que peut donner l'animal. Mais cela ne prouve point que la machine animale, pas plus que la pile, échappe au principe de Carnot. Elle permet la transformation directe d'énergie chimique en énergie mécanique, en évitant l'intermédiaire désastreux de l'énergie calorifique : ce passage d'une forme à une autre d'énergie se fait par l'intermédiaire d'une forme spéciale et nouvelle d'énergie, qu'on pourrait appeler énergie physiologique. Par ce mot, on ne prétend pas donner une explication : ce genre d'explication ressemblerait singulièrement, si Ton en était dupe, aux explications des médecins de Molière, et à la vertu dormitive de l'opium. On rappelle simplement, par ce mot, que la transformation d'énergie chimique en énergie mécanique se fait, dans la machine animale, par l'intermédiaire de quelque forme supérieure d'énergie, qui nous est mal connue, mais qui n'est certainement pas une forme inférieure telle que la forme calorifique. On énonce là un fait précis et déterminé. Cette

énergie physiologique, quelle qu'elle puisse être, joue un rôle identique à celui de Pénergie électrique par laquelle, dans la pile associée à un moteur, se fait le passage de la forme chimique à la forme mécanique.

On n'est donc pas obligé d'invoquer en faveur de la machine animale une dérogation au principe de Carnot.

Il n'en reste pas moins vrai que l'animal, en jouant ce rôle d'intermédiaire, permet d'utiliser sous forme d'énergie de qualité supérieure une énergie de qualité inférieure qui, sans lui, se dégraderait; il ralentit donc, dans une certaine mesure, la dégradation d'énergie qui est la loi du monde où il vit.

Comme conclusion à ses beaux travaux de calorimétrie animale, J. Lefèvre indique que l'énergie produite à l'intérieur de l'organisme d'un animal à sang chaud, ou homéotherme, se divise en général en trois parts : 1° l 'énergie physiologique minimum, destinée à l'entretien du mécanisme vital, tel que les mouvements du cœur, etc., et qui représente chez l'homme adulte une dépense moyenne de 1.500 calories en 24 heures, — énergie qui, dans le repos complet, se dégage finalement à l'état de chaleur ; 2° outre cette énergie minimum, qui est une dépense inévitable imposée à l'organisme, une production calorifique supplémentaire, si l'homéotherme doit lutter contre le froid pour maintenir sa température : cette production calorifique représente une chaleur animale bien distincte de la précédente; c'est la chaleur de la fonction thermogénétique, dont le taux augmente très rapidement avec la différence de température entre l'animal et le milieu ; 3° enfin, si l'animal travaille, l'énergie dépensée pour accroître l'activité des tissus, et dont une partie peut être recueillie à l'extérieur sous forme d'énergie mécanique.

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